Gęstość substancji

około 12 minut
W tej lekcji1/10

Co jest cięższe: kilogram waty czy kilogram ołowiu? Pytanie jest źle postawione! Kilogram to kilogram — masa jest taka sama. Różnica jest inna: wata zajmie cały worek, a ołów zmieści się w dłoni. Ta różnica ma nazwę — gęstość.

Gęstość — ile masy mieści się w jednostce objętości

Gęstość mówi, ile masy upchane jest w jednym kawałku przestrzeni. Oznaczamy ją grecką literą ro: ρ\rho.

Skąd to dzielenie

Ten wzór nie spadł z nieba. Żeby uczciwie porównać dwie substancje, trzeba wziąć po tyle samo każdej — więc wycinamy z nich po jednym centymetrze sześciennym i kładziemy na wadze.

Obliczmy gęstość kostki metalu

  1. 1

    Kostka metalu ma masę 156 g i objętość 20 cm³. Szukamy gęstości.

    m=156 g,V=20 cm3m = 156\text{ g},\quad V = 20\text{ cm}^3
  2. 2

    Zapisujemy wzór na gęstość.

    ρ=mV\rho = \frac{m}{V}
  3. 3

    Podstawiamy dane i dzielimy. Masa jest w gramach, a objętość w centymetrach sześciennych, więc wynik wychodzi w gramach na centymetr sześcienny — jednostki biorą się wprost z tego, co podstawiliśmy.

    ρ=156 g20 cm3=7,8 gcm3\rho = \frac{156\text{ g}}{20\text{ cm}^3} = 7{,}8\ \frac{\text{g}}{\text{cm}^3}
  4. 4

    Sprawdzamy w tabeli, co to za metal.

    7,8 gcm3=7800 kgm37{,}8\ \frac{\text{g}}{\text{cm}^3} = 7800\ \frac{\text{kg}}{\text{m}^3}
Wszystkie kroki za Tobą!

Wszystkie 4 kroków odsłonięte.

Twoja kolej

Bryła ma masę 75 g i objętość 25 cm³. Ile wynosi jej gęstość w kg/m³?

Gęstości, które warto znać

Każda substancja ma swoją gęstość. Oto te, które przydają się najczęściej:

Pułapka! Masa to nie gęstość

Błąd pierwszy: mylenie masy z gęstością. Zdanie: ołów jest cięższy od waty — jest nieprecyzyjne. Ciężka może być konkretna bryła, a nie substancja. Ołów ma większą gęstość niż wata, czyli w tej samej objętości mieści więcej masy. Kilogram waty i kilogram ołowiu ważą tyle samo — po prostu wata zajmuje kilkaset razy więcej miejsca.

Wzór w drugą stronę: szukamy masy

  1. 1

    Odlewamy ołowiany ciężarek o objętości 10 cm³. Gęstość ołowiu to 11,3 g/cm³. Jaką będzie miał masę?

    V=10 cm3,ρ=11,3 gcm3V = 10\text{ cm}^3,\quad \rho = 11{,}3\ \frac{\text{g}}{\text{cm}^3}

    Jak myślisz, ile wyjdzie?

  2. 2

    Przekształcamy wzór na gęstość — mnożymy obie strony przez objętość.

    ρ=mVm=ρV\rho = \frac{m}{V} \quad \Rightarrow \quad m = \rho \cdot V
  3. 3

    Podstawiamy dane i mnożymy.

    m=11,3 gcm310 cm3=113 gm = 11{,}3\ \frac{\text{g}}{\text{cm}^3} \cdot 10\text{ cm}^3 = 113\text{ g}
  4. 4

    Tak samo wyprowadzamy objętość — dzieląc masę przez gęstość.

    V=mρV = \frac{m}{\rho}
Wszystkie kroki za Tobą!

Wszystkie 4 kroków odsłonięte.

Twoja kolej

Żelazna sztabka ma masę 78 g. Gęstość żelaza to 7,8 g/cm³. Ile wynosi jej objętość w cm³?

Ściąga do zapamiętania

Czym jest gęstość, jaki ma wzór i jednostki?

Gęstość to masa przypadająca na jednostkę objętości: ρ = m / V. Stąd m = ρ · V oraz V = m / ρ. Jednostki: kg/m³ (SI) lub g/cm³, przy czym 1 g/cm³ = 1000 kg/m³. Woda ma 1 g/cm³, lód 0,9, żelazo 7,8, ołów 11,3, korek 0,24. Substancja o gęstości mniejszej niż woda pływa po niej.

Dla rodzica

Jak wytłumaczyć dziecku gęstość?

Czym jest gęstość, jeśli sam już tego nie pamiętam?

Gęstość mówi, ile masy mieści się w jednym kawałku przestrzeni — na przykład w jednym centymetrze sześciennym. Domowy obraz: kostka cukru i taka sama kostka ołowiu. Ta sama objętość, zupełnie inna masa, bo ołów ma większą gęstość. To cecha substancji, a nie konkretnej bryły: każdy kawałek żelaza ma tę samą gęstość, mały i duży.

Co jest cięższe: kilogram waty czy kilogram ołowiu?

Ważą tyle samo — i właśnie o gęstości jest ta zagadka. Ołów nie jest „cięższy”, tylko gęstszy: kilogram ołowiu zmieści się w dłoni, a kilogram waty wypełni worek. Warto poprawiać dziecku język, bo szkolne zadania są tu bezlitosne: cięższa może być konkretna rzecz, a gęstsza jest substancja. Ta jedna korekta usuwa połowę nieporozumień w dziale.

Skąd wiadomo, co utonie, a co popłynie?

Wystarczy porównać z wodą, która ma 1 g/cm³: co ma mniejszą gęstość — pływa, co ma większą — tonie. Sprawdźcie w zlewie świeczkę, klocek, monetę, kawałek jabłka i kostkę lodu. Lód jest najciekawszy: pływa, bo woda przy zamarzaniu zwiększa objętość i staje się rzadsza od ciekłej. Dlatego stawy zamarzają od góry, a ryby zimują pod lodem.

Sprawdź się!

Odpowiedziano na 0 z 5 pytań

Skróty klawiszowe quizu: klawisze od 1 do 4 wybierają odpowiedź, Enter sprawdza, a po sprawdzeniu przechodzi do następnego pytania. Każdy przycisk możesz też wybrać Tabem i Spacją.

1

Jaka jest jednostka gęstości w układzie SI?

2

Dlaczego lód pływa po wodzie?

3

Bryła ma masę 300 g i objętość 100 cm³. Ile wynosi jej gęstość?

4

Gęstość aluminium wynosi 2,7 g/cm³. Ile to kg/m³?

5

Rysunek pokazuje wagę szalkową, na której wata dokładnie równoważy ołów. Co z tego wynika?

Następny temat
Wyznaczanie gęstości